闻海虎该书用通俗有趣的语言，把超导的神奇和前世今生完整全面地呈现了出来，普及了超导知识，介绍了背后的人物、历史和趣事，开卷有益，值得拥有。——中国科学院物理研究所研究员、超导国家重点实验室主任

“十三五”国家重点图书出版规划项目变革性光科技与技术丛书随着人们对分子和原子等微观结构的进一步认识,对电磁场与材料结构相互作用的本质有了更深刻的认识。经典电动力学是宏观电磁现象规律的总结,麦克斯韦方程和本构方程总结了宏观电磁场属性及其与带电粒子在空间和材料中相互作用遵循的基本规律。自然及人工复合材料的分子与单元结构对电磁场的响应有重要的影响,其宏观电磁场属性及其与带电粒子在空间和材料中的相互作用遵循经典的麦克斯韦方程和本构方程总结的基本规律。超材料(metamaterials)是近十多年发展起来的一种基于亚波长结构设计、具备某些超出常规物理特性的人工复合材料。超材料的提出突破了传统材料的设计思想,预示着人们可以直接通过材料物理尺度上有序单元的结构设计来获得等效的表观性能,从而研制出期望的新材料、预测新现象、发现新原理和新应用。基于手性单元结构设计的人工手征电磁材料是新型人工电磁材料中具有特殊性质的一类,相比普通材料,手征介质材料具有能够引起电场与磁场的交叉耦合,调节手征结构(手征参量),还可改变电磁波在手征介质材料中的传播特性。因此,手征介质材料提供了更多调控电磁波传播的参量,在通信、雷达和电子对抗等领域有广泛的应用。本书是由南京理工大学超宽带雷达研究实验室与白俄罗斯戈梅利国立大学电波传播物理研究实验室双方团队相关教授合作撰写的。中白两国作者分别从事电磁超材料、介质光学及超材料电磁传播理论研究多年,2018年起在国家自然科学基金和国际合作基金资助下开展有关超材料理论与设计的合作研究,重点开展了基于螺旋结构等手性超材料的设计与实现等方面的研究工作。本书呈现的是双方团队近年来在手性超材料各自及合作研究的部分成果。点击我购买章节简介第1章介绍了超材料及手征材料的基本概念，回顾了发展历程及典型应用，介绍了该研究领域具有代表性的人物及主要学术研究动态。第2章

“十三五”国家重点图书出版规划项目变革性光科技与技术丛书随着科技的发展,无论是生活形态还是战争形态都在由机械化向信息化转型,信息化建设已成为未来建设的重点。如今的飞行器在高速飞行的过程中需要实时获得目标的位置信息，不断修正自身的飞行姿态，实现对目标的精确打击。导引头是精确制导的核心组件，用于实现目标的识别和跟踪，并给出制导所需的控制信号。导引头由探测系统和相应的电子组件构成，其中探测系统由整流罩和成像系统（共形光学）组成，其性能决定了导引头的空间分辨率和目标搜索范围。传统的整流罩大多采用半球形结构，这种结构设计简单，易加工且成像性能良好，在采用扫描方式工作时，半球形整流罩产生的像差较稳定。然而半球形整流罩空气阻力系数大，使得窗口气动加热严重，对光学系统成像质量和性能带来很大的影响，严重影响载荷系统的整体性能，无法满足高速、远射程等飞行器对速度、隐身能力等的要求，成为制约飞行器性能的因素之一。随着超精密加工技术的发展，使得非球面、自由曲面等光学元件的加工成为可能。整流罩的设计也不再局限于传统的平面和球面，书中提出的基于特殊结构形式整流罩的共形光学技术，通过采用符合空气动力学性能的外形可明显降低飞行器的空气阻力，提升飞行速度，增大飞行距离，减弱自身雷达反射截面信号，大幅提升光电载荷的环境适应能力。本书是作者及其实验室团队近10年来在共形光学系统方面研究成果和经验的总结，系统、全面地阐述了共形整流罩的像差理论、设计方法、加工及检测技术，体现了作者的探索与创新。本书融科学性、指导性、实用性、可操作性为一体，内容丰富，新颖先进，基础理论和技术实践相结合，对从事共形光学设计、加工和测量技术的技术人员大有裨益。点击我购买共形光学系统与传统光学系统的差别主要表现在以下几个方面：共形光学研究的是特殊的光学窗口，它能与系统平台的外形轮廓实现平滑吻合，提高系统空气动力学性能，共形光学技术使光学窗口形状突破传统光学的限制。

“十三五”国家重点图书出版规划项目变革性光科技与技术丛书随着硅基光电子技术的快速发展,很多国家都在加大研发投入,美国、欧洲、日本等已经开始做相关的深入研究。美国在传统微电子研究和制作方面的技术已经成熟,在微电子技术刚刚出现时就得到了快速的发展并占领了主导位置。美国利用已有的技术优势对硅基光电子集成技术进行进一步的深入研究。迄今为止,该项技术的发展已经成功带动了美国经济的发展。在军事应用(包括智能武器、雷达、通信和电子战等方面)的推动下,光电集成技术的发展十分迅速。IBM公司首先提出了将该技术应用到多功能光学系统在微型芯片上的集成过程中。光学相控阵雷达示意图IBM公司对未来的硅基光电子集成芯片提出设想的结构。如图1.2.1所示,首先可以将光源、光电探测器、光调制器等光电元器件集成在硅基材料上。另外还可以利用硅基光电子技术将硅基生物探测芯片、硅基太阳能芯片这样的特殊功能单元集成到一起,实现光电子信号处理芯片的多功能。图1.2.1IBM公司硅基光电子集成芯片的结构构想。IBM公司硅基光电子集成芯片的结构构想2016年,美国波士顿大学科学家首次开发出能在可见光波段内操作的纳米无线光学通信系统,更短波长的可见光将大大缩小计算机芯片的尺寸。新系统的核心技术是一种纳米天线,能让光子成群移动并高精度控制光子与表面等离子体间的相互转换。新系统中纳米等离子天线之间能通过光子相互通信,两个天线间的信息传输能耗降低了50%,大大提高了无线通信效率,这对建筑节能也是一大利好。研究人员已经证明新纳米系统在性能上完全超越硅基光学波导技术。硅基光学波导内的光散射会降低数据传输速度,而纳米天线内不仅光子能保持光速传播,表面等离子体也能以接近90%~95%的光速传播。光子天线示意图日本始终对光电子技术的研究和发展都比较重视,其硅基光电子器件领域的研究在亚洲一直处于领先地位。目前,主要研究机构有东京大学微光子实验室、名古屋大学实验室、NEC公司等,日本也已成功地研制了用于光纤通信的80×80阵列的微型光开关、微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem,MEMS)可调谐激光器、硅基光子调制器以及用于传感的微机电系统的光学干涉传感芯片。光电二极管的横截面欧洲在硅基光电子集成方面的研究起步比美国晚一些。欧洲各国政府也对该项技术非常重视,因此在20世纪90年代末微纳光子器件的研究就得到了快速的发展。其研究机构也很多,主要有欧洲微电子研究中心(IMEC)、剑桥大学光子系统中心、帝国理工学院的光学和半导体器件研究组等,目前,已经成功研制出了基于光子晶体的紧凑型光开关、光调制器以及用于传感的硅基纳米光子化学传感器等重要微纳光器件。2010年,Y.Yashchyshyn、J.Modelski等人研制了发射光子天线。不同电压下光电子对激光二极管模块的增益中国在硅基光电子芯片方面已开展了前期研究,中科院、清华大学、北京大学、复旦大学、湖南大学、北京邮电大学、武汉邮电科学研究院等承担了许多国家自然科学基金重点项目、国家“973”项目、自主前沿项目等,在理论仿真试验方面为进一步研制芯片打好了可靠的理论基础。中科院微电子有限公司对低噪声放大器、压控振荡器、混频器等多个微电子器件进行了仿真设计。清华大学设计了一款基于IBM90nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的功率放大器并发表了相关的文章,其中,功率附加效率约为24.3%,饱和输出功率可以达到18.3dBm。北京邮电大学国家重点实验室首次在硅衬底上生长出了纯闪锌矿结构的近乎完美的GaAs纳米线,为研制相关器件提供了可能。现阶段国内的研究机构只针对单独的模块进行研究,而国外已经开展了对整体集成电路的相关工作,在这方面中国已经远远落后。此外,在科研上的人力和物力投入也有很大差距。所以我国必须要增强在硅基光电集成方面的自主研发和创新能力,以防在竞争中处于不利地位。点击我购买

变革性光科技与技术丛书随着5G以至6G通信技术的推广和演进，数据通信流量与日俱增，传统低频段通信已逐渐不能满足指数爆炸式的迫切需求，载波频率向高频段扩展成为不可避免的趋势。太赫兹波段是一个尚未被大量发掘的领域，有非常广阔的应用价值和发展空间。太赫兹信号波长短、可用频带宽，具有适合通信的诸多优势，将在未来无线通信中发挥重要作用。与毫米波波段相比，太赫兹频段将会提供更大的可用于通信的带宽，将比毫米波波段提升一个数量级，可提供的潜在通信容量将达到几太比特每秒。本书作者余建军教授在宽带太赫兹通信技术进行了多年的研究，取得了丰硕的研究成果。在太赫兹信号产生、传输和接收研究领域，余教授曾创造了许多世界性记录：如最先实验验证了速率超100Gb/s的多输入多输出的太赫兹信号传输；实现了传输速率超过1Tbps的太赫兹信号的产生、传输和探测；首次将概率整形技术引进太赫兹传输系统中将传输距离增加了一倍。其相关论文发表在本领域全球最重要的学术会议与刊物上。余建军教授发表了600余篇学术论文，获得90余项美国专利授权。是国际电气电子工程师协会会士（IEEE

“十三五”国家重点图书出版规划项目变革性光科技与技术丛书传感技术与通信技术、计算机技术构成现代信息产业的三大支柱，已成为当今世界令人瞩目、发展迅猛的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志。“十三五科技创新规划”实施以来，国家重大基础设施安全保障、智慧海洋环境安全保障、重大地质灾害快速识别与风险防控、深地探测及环保工程等领域的传感监测技术迎来空前的发展契机与挑战，以人工智能监测网络为核心的“智慧城市”已经成为时代发展的潮流。传感技术作为现代信息产业核心科技之一，具有无可替代的战略价值和巨大的经济效益，已广泛应用于石油化工、土木工程、电气传输、航空航天、交通运输、岩土安全等各大领域。图1

“十三五”国家重点图书出版规划项目变革性光科技与技术丛书近十年来，伴随着视频会议、高清互联网电视、云计算、物联网、社交媒体和移动数据传输为代表的新业务和新技术的发展迅猛，通信传输速率和互联网的数据流量一直处于爆炸式增长中，这对作为整个通信系统基础的物理层——光传输网提出了更高的传输性能要求。光纤通信具有极大的宽带传输能力，而我国信息量的97%以上是通过光纤来传送的，从核心骨干网，到城域网、光网络交换节点，再到数据中心光互连、城市光纤接入网甚至光纤无线融合接入网，光纤通信网络已成为国家信息建设的基础设施，以及信息传输和交换不可替代的承载平台。从国际上看，欧美日等主要发达国家均对超宽光传输网技术的发展非常重视。欧盟通过其第七框架计划（FP7）继续关注该领域的研究，并以此为契机推进欧洲大容量传输技术的探索与发展；美国政府积极推行宽带激励计划以实现全美范围内大容量骨干网的建设，同时也将其列为经济刺激计划的重点。在国际高速互连通信方面，由中美日等多国共建的新一代跨太平洋高速海底光缆“FASTER”于2016年6月底正式投入使用。该光缆总长为9000公里，设计峰值容量高达60Tb/s（100Gb/s×100波长×6光纤）。在固定接入网方面，国际电信联盟标准分局（ITU-T）于2016年完成了基于时分波分复用技术（T-WDM）的40Gb/s无源光网络（NG-PON2）G.989.3标准制定工作，各大运营商也已进入测试甚至实际部署阶段。在此全球背景下，我国也紧紧把握住超宽带光传输技术更新换代的历史机遇，提出“中国制造2025”、“中国一带一路的互联互通”等国家战略，并将其作为未来国家信息领域发展的重要着眼点。在各因素的驱动下，从物联网、云计算、大数据、移动社交网络到互联网+、虚拟现实（VR）、增强现实(AR)